AutoCAD三维造型在容器结构设计中的应用
本文阐述了利用AutoCAD2010的三维造型功能进行容器结构设计的方法。首先介绍了三维造型的基本方法，然后以圆型容器设计为例，讨论了使用三维造型技术获得实体模型的全过程：轮廓生成、体积计算、表面着色、渲染等。
AutoCAD三维造型的基本方法
AutoCAD的三维造型有三种层次的建立方法，即线框、曲面和实体，分别对应于用一维的线，二维的面和三维的体来构造形体。通过其建立的立体的、有光的、有色的生动画面，虚拟逼真地表达大脑中的三维设计效果，比传统的二维设计更符合人的思维习惯与视觉习惯。在进行三维造型时首先要对设计对象进行合理分解，根据其主要结构特征确定合理的建模顺序。在造型时根据设计对象的主要结构建立特征模型，通过拉伸、旋转等建立一个合理的基体，再利用“并、交、差集”功能，在实体之间合并、挖除、相交成型，最后将不需要的实体部分进行剪切去除，以获得实体的外观形状。建模后就可以利用AutoCAD自带的计算和查询功能对设计对象的各类参数进行统计和保存。最后通过赋予材质、贴图、渲染等步骤完成三维造型的设计。
本文以某调味品的纸筒包装为例，对AutoCAD三维造型功能在容器结构设计中的应用加以详细说明。
容器特征
该品牌调味品的外部包装选用了纸作为包装材料。纸包装材料具有重量轻、价格低的优点，可以大大降低生产成本和运输成本；其保护性能优异，防水、防潮、隔热的特点非常适合消费者的储存需要；同时还具备无毒无害无臭的特征，符合公众饮食安全的标准。
纸筒的样式仿照我们日常生活中常见的茶叶筒，即由多层纸板复合，并采用螺旋缠卷工艺制造而成的全纸筒，这种包装不仅环保、轻量、安全，还具有古朴的气质，符合这类传统调味品的产品特征。
容器的主要结构可以分为“体”和“盖”两部分，外形为圆柱体，盖子可以完美嵌合在容器主体之上，装入产品之后可以采用胶带进一步密封。
下面利用AutoCAD2010的三维造型功能对其结构设计方法进行详细介绍：
1轮廓生成
首先利用圆柱体建模构造一个直径和高度分别为80、80的圆柱体1，并用同样方法构造一个直径和高度分别为76、25的圆柱体2，输入move命令，选中圆柱体2，将其移动至下表面圆心与圆柱体1的上表面圆心重合处，输入union命令选择圆柱体1和2取它们的并集（如图1b）。
然后构造一个直径和高度分别为70、100的圆柱体3，同样输入move命令将其移动至圆柱体1、2的并集的中间，使它们上表面的圆心重合，输入subtract命令，先选择被剪切对象，即圆柱体1和2的并集，再选择要剪切掉的对象，即圆柱体3，取差集。这样操作完毕之后纸筒的“体”结构就见雏形了(如图1c)。
在构造“盖子”的结构图形时，使用了同样的方法。首先使用cylinder命令构造直径和高度分别为80、30的圆柱体4以及直径和高度分别为76、25的圆柱体5。然后输入move命令，选择圆柱体5，将其移动至与圆柱体4的下表面圆心重合。最后输入subtract命令，先选择被剪切对象，即圆柱体4，再选择要剪切掉的对象，即圆柱体5，像这样取差集就得到了纸筒盖子的结构图（如图1d）。
圆柱体1、2、3、4、5的俯视层次关系如图1a所示。
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图1容器结构图
2参数计算
电在对容器各项数据进行查询和计算时，只需要在命令行输入massprop命令点回车，选中所要查看的实体，就会弹出一个文本文件，上面有所有信息。当然也可以使用测量工具对想要知道的量分别进行测量。
通过massprop命令查询到的该容器的各项参数如下：
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3表面着色和渲染
路渲染纸筒时，需要先调出材质面板(快捷键是materials)，在其全局材质球中，选用类型：真实，样板：纸质，颜色：土黄色，其它各项数据如图2所示。这样设置后，输入view命令，在视图管理器中新建一个白色背景的新视图，设置为当前视图，再执行“渲染”命令，就可渲染出如图3所示的效果。若要渲染成其它颜色的纸筒，只需要改变其颜色。如果纸筒的某个面附了别的材质，那么所附的那个面将是不同色泽的。
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图2各项数据
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图3渲染效果图
下面对纸筒进行贴标。事先在photoshop中做好的标签文件为jpeg格式，图像大小见图4，然后使用AutoCAD软件对容器进行贴标。
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图4标签图及其参数
贴标时首先在材质面板中单击“创建新材质”，将其命名为“标签”，然后在“漫射贴图”中选择标签文件。并在“材质编辑器”中将类型设置为“真实”；将样板设置为“纸质”。赋给前面容器的材质为避免出现标签重复出现多次的问题，需要www.huisheliren.com调整材质的图位，可打开材质面板，如图5所示，对“材质缩放与平铺”、“材质偏移与预览”卡上进行设置：一般采用的比例单位是“适合小控件”，U、V平铺的数值需要反复调试，没有固定的参数。设置后对纸筒赋给材质，但是赋给材质后的图形常常是混乱的，需要用到“贴图”功能。在“贴图”功能中有平面贴图、长方体贴图、柱面贴图、球面贴图四种，根据纸筒的结构特点采用“柱面贴图”方法来调整已经贴上的材质图片。调整后的纸筒经渲染后如图6所示。
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图5材质面板
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图6贴标效果图
纸筒贴标外的部分不需要赋给标签，按住Ctrl键并激活相关的线圈后再单击材质面板上的“从选定的对象中删除材质”按钮即可。
最后需要设置光源和渲染，将渲染选项卡中光源栏的光源类型选择为聚光灯（快捷键是spotlight），具体参数设置如图7所示，再调出“调整渲染曝光窗口”（快捷键是renderexposure）将亮度下调至55，其余参数使用默认值，设置完毕后执行“渲染”命令，就可渲染出如图8所示效果图。
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图7光源设置
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图8最后效果图
4结论
本文列举了调味品纸筒包装三维造型设计的例子，说明了利用AutoCAD的三维造型功能进行容器结构设计的方法。讨论了使用三维造型技术获得实体模型的全过程，包括轮廓生成、体积计算、表面着色、渲染等。通过这一例子我们可以看出，AutoCAD制作出来的容器结构效果图清晰明了，通过它我们可以全方位的了解容器的结构及其各项参数。使用AutoCAD软件，在不断实践的过程中更好地掌握它的各种应用和开发技巧，可以不断提高工作效率。AutoCAD在容器结构设计方面的优势，也定将吸引其被应用于越来越多的容器结构设计中。
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